【摘要】： 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)水資源的依賴愈發(fā)顯著,水資源匱乏已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸,尤其對(duì)于干旱半干旱區(qū),農(nóng)業(yè)水資源的短缺已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要限制因素,在開源節(jié)流、推廣非充分灌溉的同時(shí),種植結(jié)構(gòu)調(diào)整成為增加有限水資源利用效益的最佳途徑。 針對(duì)黑龍江省西部半干旱區(qū)農(nóng)業(yè)種植所面臨的缺水問題,論文以齊齊哈爾地區(qū)為研究案例,結(jié)合“黑龍江省千億斤糧食產(chǎn)能工程”對(duì)該地區(qū)糧食生產(chǎn)的要求,進(jìn)行基于種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化配置研究。 首先總結(jié)概括了以往有關(guān)水資源優(yōu)化配置以及種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的理論與方法,挖掘出傳統(tǒng)的研究方法在處理多目標(biāo)問題時(shí),往往忽略個(gè)目標(biāo)之間的相互作用關(guān)系,淡化了各目標(biāo)之間的不可公度性與矛盾性,賦予各個(gè)目標(biāo)以定量權(quán)重的做法,人為地割裂了事物之間的聯(lián)系,難以得出切合實(shí)際的可行解;同時(shí)忽略了“人”在農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化配置中的主觀能動(dòng)作用。針對(duì)以上兩方面的問題,文章運(yùn)用復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論分析方法,系統(tǒng)闡述了復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論,通過分析種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的非線性與多層次性、開放性、動(dòng)態(tài)性與不確定性、適應(yīng)性、自組織性、涌現(xiàn)性,說明了種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的農(nóng)業(yè)水資源系統(tǒng)是可以稱之為一個(gè)復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng),從而說明了運(yùn)用復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論解決農(nóng)業(yè)水資源優(yōu)化配置問題的充分性與必要性。 其次通過對(duì)農(nóng)業(yè)水資源系統(tǒng)進(jìn)行分析,將該地區(qū)的種植作物概化為八個(gè)種類,以把種作物的種植面積作為復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的主體,從微觀主體入手,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了層次的劃分;采用自下而上的涌現(xiàn)生成建模方法再現(xiàn)了種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的受限生成過程,運(yùn)用數(shù)學(xué)語言揭示了系統(tǒng)的演化過程及運(yùn)行機(jī)理;合理刻畫了主體的自主性、適應(yīng)性,解決了由適應(yīng)性所產(chǎn)生的系統(tǒng)復(fù)雜性問題,建立了基于種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的優(yōu)化布局模型。 對(duì)遺傳算法與復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論的本質(zhì)進(jìn)行剖析,得出兩者無論在本質(zhì)特性、進(jìn)化模式方面,還是在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)與運(yùn)行方式上都具有一致性,因此采用遺傳算法對(duì)復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)所建立的模型進(jìn)行求解是恰當(dāng)可行的。結(jié)合種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的多目標(biāo)要求,提出了運(yùn)用多目標(biāo)協(xié)同進(jìn)化遺傳算法對(duì)建立的模型進(jìn)行求解,得出了切合當(dāng)?shù)貙?shí)際的各作物種植面積比例。 采用復(fù)雜系統(tǒng)協(xié)調(diào)度理論,對(duì)子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)度以及系統(tǒng)的總協(xié)調(diào)度進(jìn)行分析,提出了系統(tǒng)子系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)度的計(jì)算方法,對(duì)優(yōu)化配置后的種植作物面積的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益之間的協(xié)調(diào)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算,協(xié)調(diào)度都已經(jīng)非常接近于最佳值1,可以看出系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)度均較高,并且系統(tǒng)總協(xié)調(diào)度大于0,說明系統(tǒng)的發(fā)展是趨于和諧的。 文章最后總結(jié)了論文研究的成果,指出了本文研究的不足,并提出了今后研究的方向——復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論、模型以及將研究成果與GIS的結(jié)合問題。
【圖文】：

雜適應(yīng)系統(tǒng)通過執(zhí)行系統(tǒng)、信用分派、規(guī)則發(fā)現(xiàn)這三種有機(jī)結(jié)合的方式進(jìn)行進(jìn)化植結(jié)構(gòu)調(diào)整的農(nóng)業(yè)水資源復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)分析農(nóng)業(yè)水資源系統(tǒng)業(yè)水資源系統(tǒng)是以農(nóng)業(yè)（本文主要研究種植業(yè)）用水為主體的一種特定的系統(tǒng)。在一定的范圍或環(huán)境下，為實(shí)現(xiàn)水資源開發(fā)目標(biāo)，由相互聯(lián)系、相互制約、相互農(nóng)業(yè)用水主體（用水戶與灌區(qū)）和管理主體所組成的整體，包括自然水文過程、管理、用水戶、灌區(qū)及其所涉及的生態(tài)環(huán)境，與農(nóng)業(yè)用水的管理、利用等有關(guān)的通過有機(jī)聯(lián)系，便形成了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，從而決定著系統(tǒng)的整體功能——保護(hù)改善實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，總體來說農(nóng)業(yè)水資源系統(tǒng)是與生態(tài)環(huán)境、社耦合的水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)，是自然資源與人工管理系統(tǒng)相結(jié)合的復(fù)合系統(tǒng)究的農(nóng)業(yè)水資源系統(tǒng)其外部環(huán)境為天然降雨徑流來水過程、渠道輸水能力、工業(yè)與其他（種植業(yè)之外）的互相影響的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及生態(tài)系統(tǒng)；其內(nèi)部的組成要同時(shí)間、空間、數(shù)量、質(zhì)量、用途的水以及由此組成的、與種植業(yè)有關(guān)的社會(huì)、統(tǒng)。

igure 3-3 Complex adaptive system theory general steps for the problem of water resousystems.1 主體的抽象主體是一個(gè)抽象的概念，并不一定是指人或生命體（孫建，2002）。只要系統(tǒng)中其它個(gè)體的相互作用過程中隨著時(shí)間的推進(jìn)和信息的獲得而對(duì)自身行為規(guī)則產(chǎn)化，我們就稱它具有適應(yīng)性，就能將其簡(jiǎn)稱為主體。本文在進(jìn)行主體抽象時(shí)考慮到多目標(biāo)優(yōu)化原則、協(xié)調(diào)發(fā)展原則和概化原則，選�。�1）政府主體，主要行為包括宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控、人口發(fā)展管理、生態(tài)管理、社會(huì)主體的適應(yīng)性表現(xiàn)為種植業(yè)綜合效益最大化。（2）供水主體，主要行為包括降雨、地下水、地表水的統(tǒng)計(jì)及農(nóng)業(yè)水資源量的政府主體的信息調(diào)控、收集企業(yè)需水信息報(bào)告并供水、收取水費(fèi)等；（3）虛擬企業(yè)主體（需水主體），行為包括提供需水信息、獲取水量、進(jìn)行企業(yè)產(chǎn)品獲得利潤，企業(yè)主體的適應(yīng)性行為表現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)效益最大化；（4）外部環(huán)境主體，市場(chǎng)主體為產(chǎn)品交易場(chǎng)所，非本文研究的內(nèi)容，，但不可或體包括個(gè)體用水戶和灌區(qū)，是虛擬企業(yè)的執(zhí)行體，適應(yīng)性行為表現(xiàn)為社會(huì)效益與大。各主體行為之間關(guān)系見圖 3-4。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：F323.213;F326.1

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本文編號(hào)：2658475